結(jié)合了多孔表面的外科植入物裝置的制造方法
【專利說明】結(jié)合了多孔表面的外科植入物裝置
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本專利申請/專利要求以下共同未決的申請的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益：（1)于2013年7月24 日提交且題目為"多孔前路腰椎椎間融合籠"的美國臨時專利申請?zhí)?1/857,824,（2)于 2013年10月2日提交且題目為"包括鎖定蓋板的多孔前路腰椎椎間融合籠"的美國臨時專利 申請?zhí)?1，885,778,和（3)于2013年12月16日提交且題目為"可植入醫(yī)療裝置，包括具有增 強摩擦的針突起的多孔表面、由不規(guī)則晶胞形成的晶格、稍不規(guī)則的晶格、全金屬的椎間裝 置、具有多圓形的橫截剖面的融合裝置，和使用增材制造技術(shù)制造該可植入醫(yī)療裝置并利 用后加工步驟處理該可植入醫(yī)療裝置從而增強表面粗糙度的方法"的美國臨時專利申請?zhí)?61 /916，469，所有上述申請的內(nèi)容全部通過引用合并于本文中。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體上涉及新的結(jié)合了多孔表面的外科植入物裝置。更具體地，本發(fā)明涉 及新的外科植入物裝置，該外科植入物裝置結(jié)合了多孔表面用于當植入時增強骨固定和抓 緊(purchase)。這些多孔表面通過新型的增材制造技術(shù)和任選地，新型的后加工制造技術(shù) 形成。它們包括新型的針狀突起和/或晶格結(jié)構(gòu)。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 當本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的各種外科植入物裝置被置于靠近骨表面或骨表面 之間時，合乎需要的是:存在足夠的摩擦力以使它們保持就位，并且表面可被用于隨時間推 移而發(fā)生的骨固定和抓緊。因此，這些外科植入物裝置經(jīng)常結(jié)合用于這樣的目的的機械制 造的摩擦表面或利用摩擦涂層或粘接。然而，這些機械制造的典型地由齒、槽、條紋或類似 物組成的摩擦表面經(jīng)常不足以且很少促進骨抓緊(bony purchase)。類似地，這些摩擦涂層 或粘接可能脫層和失效。
[0006]因此，在本領(lǐng)域中仍然需要的是改進的外科植入物裝置，所述改進的外科植入物 裝置結(jié)合基本上完整的摩擦表面，所述摩擦表面是堅固的和耐久的，并且為骨固定和抓緊 提供充分的表面積，同時對于制造仍然是經(jīng)濟實用的?，F(xiàn)在改進的增材和后加工制造技術(shù) 使得這成為可能。
[0007] 發(fā)明簡述
[0008] 在一個示例性實施方案中，本發(fā)明提供了一種外科植入物裝置，包括:體部部分； 和一個或多個包括多個突出結(jié)構(gòu)體的表面;其中所述體部部分和所述一個或多個包括多個 突出結(jié)構(gòu)體的表面整體地形成。所述一個或多個包括多個突出結(jié)構(gòu)體的表面通過增材制造 工藝形成。所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括多根針。任選地，所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括基本上垂直 于所述體部部分布置的多根針。備選地，所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括以與所述體部部分成角 度地布置的多根針。優(yōu)選地，所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括多根包含鈦的針。所述體部部分限定 中空的內(nèi)部空腔。任選地，所述體部部分限定一個或多個被配置成接納接骨螺釘?shù)亩丝凇Ｋ?述體部部分限定一個或多個被配置成允許骨向內(nèi)生長的端口。所述外科植入物裝置包括前 路腰椎椎間融合籠（anterior lumbar interbody fusion cage)、后路腰椎椎間融合籠 (posterior lumbar interbody fusion cage)、經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合籠 (transforaminal lumbar interbody fusion cage)、斜向腰椎椎間融合籠（oblique lumbar interbody fusion cage)、頸椎籠（cervical cage)和接骨螺釘(bone screw)中的 一個。
[0009]在另一個示例性實施方案中，本發(fā)明提供了一種制造外科植入物裝置的方法，包 括:提供體部部分;和在所述體部部分的外部部分上形成一個或多個包括多個突出結(jié)構(gòu)體 的表面;其中所述體部部分和所述一個或多個包括多個突出結(jié)構(gòu)體的表面整體地形成。所 述一個或多個包括多個突出結(jié)構(gòu)體的表面通過增材制造工藝形成。所述多個突出結(jié)構(gòu)體包 括多根針。任選地，所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括基本上垂直于所述體部部分布置的多根針。備 選地，所述多個突出結(jié)構(gòu)體包括以與所述體部部分成角度地布置的多根針。優(yōu)選地，所述多 個突出結(jié)構(gòu)體包括多根包含鈦的針。所述體部部分限定中空的內(nèi)部空腔。任選地，所述體部 部分限定一個或多個被配置成接納接骨螺釘?shù)亩丝?。所述體部部分限定一個或多個被配置 成允許骨向內(nèi)生長的端口。
[0010] 附圖簡述
[0011] 在此參照多張附圖舉例說明和描述本發(fā)明，在附圖中相似的標記數(shù)字用來表示相 似的裝置部件/方法步驟，根據(jù)情況而定，并且其中：
[0012] 圖1描繪了用于制備具有一個或多個骨來源的（osteo-derived)和/或骨-多孔的 (osteo-porous)表面的外科植入物裝置的示例性方法。
[0013] 圖1A描繪了用于制備具有一個或多個帶有另外的向外突出的"針"的骨來源的和/ 或骨-多孔的表面的外科植入物裝置的示例性方法。
[0014]圖1B描繪了對示例性的帶有向外突出的針的骨來源的和/或骨-多孔的表面的計 算機生成的透視圖（rendering)的分解截面。
[0015]圖1C概念性地描繪了本發(fā)明可用的向外突出的針的各種示例性形狀(包括，從左 至右，管狀、棒狀、圓錐形、正方形/矩形和有刺的/不規(guī)則的）。
[0016]圖1D概念性地描繪了含有均勻分布的向外突出的針的示例性外科植入物裝置表 面。
[0017] 圖1E概念性地描繪了含有非均勻分布的向外突出的針的示例性外科植入物裝置 表面。
[0018] 圖1F概念性地描繪了含有梯度分布的向外突出的針的示例性外科植入物裝置表 面。
[0019] 圖1G概念性地描繪了含有隨機化分布的向外突出的針的示例性骨-多孔的、骨來 源的、和/或小梁外科植入物裝置表面。
[0020] 圖1H概念性地描繪了含有隨機化分布的針高度的植入物表面的示例性橫截面。
[0021] 圖II概念性地描繪了含有示例性的骨-多孔的、骨來源的和/或小梁(trabecular) 的涂層的植入物表面的示例性橫截面，其中針錨定于下面的基底。
[0022] 圖1J概念性地描繪了含有示例性的骨-多孔的、骨來源的和/或小梁的涂層的植入 物表面的示例性橫截面，其中針錨定于骨-多孔的、骨來源的和/或小梁的涂層。
[0023] 圖1K概念性地描繪了含有示例性的骨-多孔的、骨來源的和/或小梁的涂層的植入 物表面的示例性橫截面，其中均勻傾斜的針錨定于下面的基底。
[0024] 圖1L概念性地描繪了含有示例性的骨-多孔的、骨來源的和/或小梁的涂層的植入 物表面的示例性橫截面，其中非均勻傾斜的針錨定于下面的基底。
[0025] 圖2是本發(fā)明的前路腰椎椎間融合(ALIF)籠的一個示例性實施方案的透視圖，再 次突出了通過圖1的技術(shù)形成的其多孔表面。
[0026]圖3是本發(fā)明的ALIF籠的一個不例性實施方案的一系列透視圖和平面圖，再次突 出了通過圖1的技術(shù)形成的其多孔表面。
[0027] 圖4是本發(fā)明的ALIF籠的一個示例性實施方案的照片，再次突出了通過圖1的技術(shù) 形成的其多孔表面。
[0028] 圖5是本發(fā)明的ALIF籠的一個示例性實施方案的另一照片，再次突出了通過圖1的 技術(shù)形成的其多孔表面。
[0029] 圖6描繪了用于制造根據(jù)本發(fā)明的噴砂處理的植入物的優(yōu)選工藝流程。
[0030] 圖7描繪了用于制造根據(jù)本發(fā)明的噴砂處理的植入物的備選工藝流程。
[0031] 圖8A描繪了適用于根據(jù)本發(fā)明的增材制造的說明性的不規(guī)則的（例如，小梁的、 骨-多孔的、和/或骨來源的）晶胞(unit cell)。
[0032]圖8B顯示了以3x3陣列重復(fù)的圖8A的晶胞。
[0033] 圖8C顯示了以6x6陣列重復(fù)的圖8A的晶胞。
[0034] 圖8D顯不了圖8A的晶胞的9x9陣列的等距視圖。
[0035]圖8E顯示了跨髖臼殼的表面圖案化的圖8A的晶胞。
[0036]圖8F顯示了跨ALIF籠"還件"的表面圖案化的圖8A的晶胞。
[0037]圖9A概念性地描繪了立方晶格（lattice)結(jié)構(gòu)的2-D透視圖，沒有節(jié)點擾動且沒有 支柱尺寸隨機化。
[0038]圖9B概念性地描繪了立方晶格結(jié)構(gòu)的3-D透視圖，沒有節(jié)點擾動且沒有支柱尺寸 隨機化。
[0039]圖9C概念性地描繪了立方晶格結(jié)構(gòu)的2-D透視圖，具有20%節(jié)點擾動且沒有支柱 尺寸隨機化。
[0040] 圖9D概念性地描繪了立方晶格結(jié)構(gòu)的3-D透視圖，具有20%節(jié)點擾動且沒有支柱 尺寸隨機化。
[0041] 圖9E概念性地描繪了立方晶格結(jié)構(gòu)的2-D透視圖